Автоматические меридианные телескопы (АМТ)

В группу малых телескопов входят широко распространенные ранее меридианные круги, предназначенные для позиционные измерений (Табл.1.2). Для оснащения современных наземных AMT использованы последние технические достижения: - ПЗС приемники с высокой чувствительностью; - программное управление при наблюдениях, режим удаленного доступа; - обработка и хранение данных наблюдений с высоко-эффективными компьютерными средствами, CD-ROM; - информационные сети, интернет и пр.

Табл.1.2. Автоматические меридианные телескопы (АМТ)

Рис. 1.1 Общий вид АМТ FASTT Рис. 1.2 Общий вид АМТ CAMC.

Николаевский Аксиальный меридианный круг АМК

(http://www.mao.nikolaev.ua)

Принципиальные особенности телескопа АМК состоят в том, что его горизонтальная труба расположена в первом вертикале, а объектив трубы жестко соединен с оптическим узлом в виде призмы из двух плоских зеркал (Рис.1.3. Отражающая (диагональная) поверхность оптического узла наклонена под углом 45 градусов к визирной оси трубы.

Для наблюдения звезды в меридиане труба вместе с оптическим узлом поворачивается в лагерах вокруг своей оси посредством механизма наведения, устанавливаясь по зенитному расстоянию таким образом, чтобы изображение звезды после отражения от диагональной поверхности оптического узла поступало в окулярный микрометр. Контроль положения главной трубы относительно горизонтального опорного направления, задаваемого неподвижным длиннофокусным коллиматором производится автоколлимационными измерениями через центральное отверстие в оптическом узле.

Из достоинств АМК можно отметить более определенное положение трубы за счет привязки к устойчивому коллиматору, отсутствие гнутия (кроме деформаций оптического узла), отсутствие удвоения ошибок лимба, зеркала; используется лишь одна труба. Однако, высоки требования к стабильности геометрических характеристик оптического узла, а также жесткости системы труба-зеркало при их совместном вращении.

Аксиальный меридианный круг (АМК) - современный телескоп-робот, который имеет уникальные особенности конструкции (Г. Пинигин, А. Шульга. Патент 35905А, от 16.04.01). Его характеристики находятся на уровне лучших зарубежных меридианных телескопов, а по некоторым показателям (весовые и термические деформации) даже превосходят их. АМК был введён в действие в 1995 году(см. рис.1.4). Учитывая уникальные особенности телескопа, АМК был включен в перечень научных объектов, которые составляют Национальное достояние государства постановлением КМ Украины от 19 декабря 2001 года №1709.

Рис. 1.3 Принципиальная схема АМК.

Технические данные ПЗС АМК:

- главная труба – диаметр обьектива 180mm, фокусное расстояние F2480mm; автоколлиматор - обьектив 180mm, F2480mm;

- ПЗС камера главной трубы - S1C (1040x1160, размер пискселя 16x16μm², масштаб 1².33\pix, поле зрения (24¢´28¢);

- метод наблюдений: а) сканирование (drift scan) – размер полосы 24¢´200¢ при длительности наблюдений 13 минут; б) кадровый режим (stare mode) для неподвижных обьектов в поле зрения;

- привод – точность позиционирования ±4²; мак.угл.скорость 150⁰/мин.

- отсчет разделенного круга осуществляется 4-мя ТВ ПЗС камерами (760´580) с точностью среднего отсчета ±0².05;

-система автоматического управления АМК обеспечивает режим наблюдений звезд 8.5¸16 величин с контролем метеоданных и параметров телескопа

Рис.1.4. Николаевский Аксиальный меридианный круг (АМК)

Конструкция АМК включает горизонтальный телескоп в первом вертикале (1), который может вращаться вокруг своей оси в двух специальных лагерах (2), и неподвижный длиннофокусный автоколлиматор (5). В фокальной плоскости телескопа установлен прибор с зарядовой связью (ПЗС камера(3)) для регистрации моментов прохождения звёзд через плоскость меридиана. Оптико-механическая система (ОМС) АМК установлена на двух отдельных фундаментах в одном павильоне. Телескоп с центральным оптическим узлом, микроскопы для отсчета лимба и объектив автоколлиматора установлены на западном фундаменте (4).

С трубой телескопа связан центральный оптический узел, который состоит из диагональной призмы (2) и стеклянного лимба (3). Призма имеет две зеркальные плоскости под углом 45° между ними. Диагональная зеркальная плоскость отражает световой поток от небесных тел в объектив телескопа (1) с точность ±20", что обеспечивает отражение светового потока от искусственных меток в объектив автоколлиматора. Через небольшое отверстие в центре призмы можно наблюдать метки автоколлиматора и регистрировать их положения в фокальной плоскости телескопа. Это позволяет определять координаты небесных тел относительно положения неподвижного автоколлиматора и рассчитывать параметры инструмента. Погрешности системы инструмента составляют величину от ±0."02 до ±0."03.

Программы наблюдений на АМК (выполненные, действующие и перспективные):

Современная роль наземной меридианной астрометрии состоит в поддержке и расширении опорной системы ISRF/HIPPARCOS на более слабые объекты. Реализация этих программ стала возможной благодаря применению чувствительных ПЗС- приёмников излучения, что сделало возможным использовать массовые наблюдения звёзд и других небесных объектов на современном уровне точности.

В 1996-98 годах на АМК выполнялись регулярные наблюдения с целью уточнения положений звёзд в площадках вокруг 188 внегалактических радиоисточников. Это были наблюдения в режиме автоматического управления, которые проводились с использованием ПЗС камер телескопа и автоколлиматора, фотоэлектрической системы отсчета лимба, привода наведения телескопа по склонению, управляющего компьютера. По результатам наблюдения получен каталог положений 15000 звёзд. Каталог в основном содержит звёзды от 12 до 15 величин с положениями на эпоху J2000.

В 2002 году на АМК проводились наблюдения звёзд в узкой экваториальной зоне ±7.5⁰ с пятикратным перекрытием сканов с целью получения положений звёзд 10 — 15 звёздной величины и создания опорного каталога для обработки наблюдений искусственных геостационарных спутников. По результатам наблюдений получен каталог положений 11563 звезд с точностью 105 mas и 115 mas по прямому восхождению и склонению соответственно. Каталог содержал звёзды прямых восхождений от 17 до 21 часа.

С 2003 по 2005 год на АМК проводились наблюдения эклиптикальной зоны с целью создания каталога звёзд в протяженных астрометрических калибровочных площадках вокруг внегалактических радиоисточников. По результатам выполнения проекта был получен звёздный каталог в 15 калибровочных площадках, равномерно расположенных по прямому восхождению, которое наблюдалось от 6 до 25 раз. Средняя точность каталожного положения звёзд в калибровочных площадках составляет 72 и 91 mas соответственно по прямому восхождению и склонению.

В 2008-2009 годах программа наблюдений эклиптикальной зоны была продолжена с целью получения астрометрических параметров звёзд в протяженных астрометрических калибровочных площадках. Зона наблюдений была расширена на 53 площадки размером 7.5⁰ х 1⁰, которые размещены достаточно равномерно в зоне склонений ±10⁰ эклиптики, и площадки, в которых находятся звёзды с большими собственными движениями. По результатам наблюдений получен каталог положений и собственных движений 140189 звёзд в системе опорного каталога UCAC2. Внутренняя погрешность положений каталога составляет от 55 mas до 125 mas для звёзд 9.5 — 15 звёздной величины, систематическая разность с каталогом TYCHO2- 120 mas для положений, и 7-8 mas/year для собственных движений

Кроме определения положений звёзд в калибровочных площадках, выполнялись исследования звёзд с большими собственными движениями. Получен массив положений и собственных движений 1334 звёзды, собственные движения которых превышают 40 mas/year, и массив положений собственных движений 105 звёзд, собственные движения которых превышает mas/year 150. Данные наблюдений на АМК были использованы для создания звёздного каталога положений и собственных движений звёзд в площадках вокруг радиоисточников. Эта работа проходит в рамках международного сотрудничества с астрономами России (ГАО РАН, Пулково), Румынии и Украины.

В настоящее время наблюдается программа звезд с большими собственными движениями в зоне склонений ±20⁰.

Программы современных АМТ (табл.1.2) включают сотни тысяч и млн. обьектов до 18m и обеспечивают точность положений около 30-50 mas для поддержки и улучшения опорных систем, наблюдений обьектов солнечной системы, таких как астероиды, планеты (малые), спутники планет, избранные небесные обьекты.